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1、专题一 力与运动第4讲万有引力定律及其应用建体系记要点研考向提能力做真题明考向目录ONTENTSC4 4限训练通高考1(2016高高考考全全国国卷卷，T14)关关于于行行星星运运动的的规律律，下下列列说法符合史法符合史实的是的是()A开普勒在牛开普勒在牛顿定律的基定律的基础上，上，导出了行星运出了行星运动的的规律律B开开普普勒勒在在天天文文观测数数据据的的基基础上上，总结出出了了行行星星运运动的的规律律C开开普普勒勒总结出出了了行行星星运运动的的规律律，找找出出了了行行星星按按照照这些些规律运律运动的原因的原因D开普勒开普勒总结出了行星运出了行星运动的的规律，律，发现了万有引力定律了万有引力定
2、律解解析析：开开普普勒勒在在前前人人天天文文观观测测数数据据的的基基础础上上总总结结出出了了行行星星运运动动的的规规律律，但但没没有有找找出出行行星星按按照照这这些些规规律律运运动动的的原原因因，而而牛牛顿发现了万有引力定律顿发现了万有引力定律答案：答案：B2(2016高高考考全全国国卷卷，T17)利利用用三三颗位位置置适适当当的的地地球球同同步步卫星星，可可使使地地球球赤赤道道上上任任意意两两点点之之间保保持持无无线电通通讯目目前前，地地球球同同步步卫星星的的轨道道半半径径约为地地球球半半径径的的6.6倍倍假假设地地球球的的自自转周周期期变小小，若若仍仍仅用用三三颗同同步步卫星星来来实现上上
3、述述目目的的，则地球自地球自转周期的最小周期的最小值约为()A1 hB.4 hC8 h D16 h答案：答案：B3(2017高高考考全全国国卷卷，T14)2017年年4月月，我我国国成成功功发射射的的天天舟舟一一号号货运运飞船船与与天天宫二二号号空空间实验室室完完成成了了首首次次交交会会对接接，对接接形形成成的的组合合体体仍仍沿沿天天宫二二号号原原来来的的轨道道(可可视为圆轨道道)运行与天运行与天宫二号二号单独运行独运行时相比，相比，组合体运行的合体运行的()A周期周期变大大 B速率速率变大大C动能能变大大 D向心加速度向心加速度变大大答案：答案：C4(2018高高考考全全国国卷卷，T16)2
4、018年年2月月，我我国国500 m口口径径射射电望望远镜(天天眼眼)发现毫毫秒秒脉脉冲冲星星“J03180253”，其其自自转周周期期T5.19 ms.假假设星星体体为质量量均均匀匀分分布布的的球球体体，已已知知万万有有引引力力常常量量为6.671011 Nm2/kg2.以以周周期期T稳定定自自转的的星星体体的的密密度度最小最小值约为()A5109 kg/m3 B51012 kg/m3C51015 kg/m3 D51018 kg/m3答案：答案：C5(多多选)(2017高考全国卷高考全国卷，T19)如如图，海王星，海王星绕太阳沿太阳沿椭圆轨道运道运动，P为近日点，近日点，Q为远日点，日点，M
5、、N为轨道短道短轴的两个端点，运行的周期的两个端点，运行的周期为T0.若只考若只考虑海王星和太阳之海王星和太阳之间的的相互作用，相互作用，则海王星在从海王星在从P经M、Q到到N的运的运动过程中程中()从从M到到Q的的运运动动过过程程中中引引力力与与速速度度的的夹夹角角大大于于90，因因此此引引力力做做负负功功，从从Q到到N的的过过程程中中，引引力力与与速速度度的的夹夹角角小小于于90，因因此此引引力力做做正正功功，即即海海王王星星从从M到到N的的过过程程中中万万有有引引力力先先做做负负功后做正功，功后做正功，D项正确项正确答案：答案：CD6(多多选)(2018高高考考全全国国卷卷，T20)20
6、17年年，人人类第第一一次次直直接接探探测到到来来自自双双中中子子星星合合并并的的引引力力波波根根据据科科学学家家们复复原原的的过程程，在在两两颗中中子子星星合合并并前前约100 s时，它它们相相距距约400 km，绕二二者者连线上上的的某某点点每每秒秒转动12圈圈将将两两颗中中子子星星都都看看作作是是质量量均均匀匀分分布布的的球球体体，由由这些些数数据据、万万有有引引力力常常量量并并利利用用牛牛顿力学知力学知识，可以估算出，可以估算出这一一时刻两刻两颗中子星中子星()A质量之量之积B质量之和量之和C速率之和速率之和D各自的自各自的自转角速度角速度答案：答案：BC 考情分析考情分析 命题特点与
7、趋势命题特点与趋势怎么考怎么考1近近几几年年有有关关万万有有引引力力定定律律及及其其应应用用的的题题目目在在高高考考中中通通常常以以选选择择题题的的形形式式出出现现，极极个个别别情情况况下下会会出出现现在在计计算算题题中中，难难度度一一般般中中等等；在在考考查查内内容容上上一一般般考考查查天天体体运运动动参参量量间间的的关关系系、天天体体质质量量(密密度度)的的估估算算、万万有有引引力力定定律律等等基基本本概概念念和和基基本本规规律律的的理理解解与与应应用用，有有时时还还会会涉涉及及能能量量知知识识，同同时时还还会会考考查查运运用控制变量法进行定性判断或定量计算的能力用控制变量法进行定性判断或
8、定量计算的能力2从从命命题题趋趋势势上上看看，分分析析人人造造卫卫星星的的运运行行规规律律仍仍是是考考试试中中的的热热点点，以以近近几几年年中中国国及及世世界界空空间间技技术术和和宇宇宙宙探探索索为为背背景景的的题目备受青睐，会形成新情景的物理题题目备受青睐，会形成新情景的物理题 解题要领解题要领怎么做怎么做1正正确确理理解解万万有有引引力力及及万万有有引引力力定定律律，掌掌握握天天体体质质量量和和密密度的估算方法，熟悉一些天体的运行常识度的估算方法，熟悉一些天体的运行常识2结结合合牛牛顿顿第第二二定定律律、向向心心力力公公式式和和万万有有引引力力定定律律分分析析计计算卫星运行及卫星变轨问题算
9、卫星运行及卫星变轨问题答案：答案：C2(2018湖湖南南长长沙沙市市高高三三统统考考)2016年年11月月17日日12时41分分，我我国国航航天天员景景海海鹏、陈冬冬踏踏上上返返回回之之旅旅他他们在在“天天宫二二号号”空空间实验室室已已工工作作生生活活了了30天天，创造造了了中中国国航航天天员太太空空驻留留时间的的新新纪录假假设未未来来的的某某一一天天我我国国宇宇航航员登登上上某某一一星星球球，测得得该星星球球表表面面的的重重力力加加速速度度是是地地球球表表面面重重力力加加速速度度的的2倍倍，而而该星星球球的的平平均均密密度度与与地地球球的的差差不不多多，则该星星球球质量量大大约是是地球地球质
10、量的量的()A2倍倍 B.4倍倍 C8倍倍 D16倍倍答案：答案：C3(2018东东北北三三省省四四市市教教研研联联合合体体联联考考)2016年年12月月23日日据据科科技技日日报报道道，使使用用传统火火箭箭的的时候候，从从地地球球出出发前前往往火火星星的的单程程“旅旅行行”大大约是是6到到7个个月月，相相比比传统引引擎擎，如如果果电磁磁驱动引引擎擎能能够成成功功投投入入实际运运用用，人人类可可以以在在10个个星星期期内内抵抵达达火火星星，中中国国已已经开开发出出了了低低轨道道太太空空测试设备，目目前前安安装装在在了了“天天宫二二号号”上上进行行测试，处于于领先先地地位位若若能能将将飞行行器器
11、P送送到到火火星星附附近近使使其其绕火火星星做做匀匀速速圆周周运运动，如如图所所示示，火火星星相相对飞行行器器的的张角角为，火火星星半半径径为R，飞行行器器绕火火星星做做匀匀速速圆周周运运动的的轨道道半半径径为r，已已知知万万有有引引力力常常量量G，若若想想求求得火星的得火星的质量，下列条件量，下列条件满足的是足的是()A若若测得得飞行器周期和火星半径行器周期和火星半径R，可得到火星的，可得到火星的质量量B若若测得得飞行器周期和行器周期和轨道半径道半径r，可得到火星的，可得到火星的质量量C若若测得得飞行器周期和行器周期和张角角，可得到火星的，可得到火星的质量量D以上条件都不能以上条件都不能单独
12、得到火星的独得到火星的质量量答案：答案：B典典例例展展示示1(2018江江苏苏六六市市高高三三第第二二次次联联考考)2016年年，“神神舟舟十十一一号号”飞船船和和“天天宫二二号号”在在距距地地面面393 km的的圆轨道道上上顺利利对接接，“天天宫二号二号”运行运行轨道比道比“天天宫一号一号”运行运行轨道高出了道高出了50 km，则()A“天天宫二号二号”运运动的周期大于的周期大于“天天宫一号一号”运运动的周期的周期B“天天宫二号二号”运运动的速度大于的速度大于“天天宫一号一号”运运动的速度的速度C“天天宫二号二号”运运动的加速度大于的加速度大于“天天宫一号一号”运运动的加速度的加速度D“天天
13、宫二号二号”运运动的角速度大于的角速度大于“天天宫一号一号”运运动的角速度的角速度答案答案A方法技巧方法技巧分析卫星运行参量的分析卫星运行参量的“一模型一模型”“”“两思路两思路”(1)一一种种模模型型：无无论论是是自自然然天天体体(如如地地球球、月月亮亮)还还是是人人造造天天体体(如如宇宇宙宙飞飞船船、人人造造卫卫星星)都都可可以以看看作作质质点点，围围绕绕中中心心天天体体(视视为静止为静止)做匀速圆周运动，如例题中的中心天体为地球做匀速圆周运动，如例题中的中心天体为地球4.如如图所示，所示，A为近地气象近地气象卫星，星，B为远地通信地通信卫星，假星，假设它它们都都绕地球做匀速地球做匀速圆周
14、运周运动已知地球半径已知地球半径为R，卫星星A距地距地面高度可忽略不面高度可忽略不计，卫星星B距地面高度距地面高度为h，不，不计卫星星间的相的相互作用力互作用力则下列下列说法正确的是法正确的是()答案：答案：D答案：答案：AD6.国国务院批复，自院批复，自2016年起将年起将4月月24日日设立立为“中国航天日中国航天日”.1970年年4月月24日我日我国首次成功国首次成功发射的人造射的人造卫星星东方方红一号，一号，目前仍然在目前仍然在椭圆轨道上运行，其道上运行，其轨道道近地点高度近地点高度约为440 km，远地点高度地点高度约为2 060 km；1984年年4月月8日日成成功功发射射的的东方方
15、红二二号号卫星星运运行行在在赤赤道道上上空空35 786 km的的地地球球同同步步轨道道上上设东方方红一一号号在在远地地点点的的加加速速度度为a1，东方方红二二号号的的加加速速度度为a2，固固定定在在地地球球赤赤道道上上的的物物体体随随地地球球自自转的的加加速速度度为a3，则a1、a2、a3的的大大小小关系关系为()Aa2a1a3B.a3a2a1Ca3a1a2 Da1a2a3答案：答案：D典典例例展展示示22018年年6月月2日日，我我国国成成功功发射射高高分分六六号号遥遥感感卫星星如如图所所示示是是卫星星发射射过程程中中的的某某一一次次变轨示示意意图，卫星星从从椭圆轨道道上上的的远地地点点Q
16、改改变速速度度进入入地地球球同同步步轨道道，P点点为椭圆轨道的近地点下列道的近地点下列说法正确的是法正确的是()A卫星星在在椭圆轨道道上上运运行行时，在在P点点的的速速度度等等于于在在Q点点的的速度速度B卫星星在在椭圆轨道道上上的的Q点点的的速速度度小小于于在在同同步步轨道道上上的的Q点的速度点的速度C卫星星在在椭圆轨道道上上的的Q点点加加速速度度大大于于在在同同步步轨道道上上的的Q点的加速度点的加速度D卫星星耗耗尽尽燃燃料料后后，在在微微小小阻阻力力的的作作用用下下，机机械械能能减减小小，轨道半径道半径变小，小，动能能变小小思思路路探探究究(1)卫卫星星在在不不同同轨轨道道上上的的加加速速度
17、度大大小小由由什什么么决决定定？(2)卫星变轨运动的原因是什么？卫星变轨运动的原因是什么？答案答案B(4)卫星经过不同轨道相交的同一点时加速度相等卫星经过不同轨道相交的同一点时加速度相等(如例题中如例题中Q点的加速度相等点的加速度相等)答案：答案：A8.(2018沈阳大连高三期末检测沈阳大连高三期末检测)中国航天中国航天的的发展一直偏重展一直偏重应用，而在用，而在纯科学的空科学的空间天文与深空探天文与深空探测方面，方面，过去去长期是空白的，期是空白的，所以中国航天局所以中国航天局计划划2018年将利用嫦娥五年将利用嫦娥五号号进行第一次火星探行第一次火星探测之前美国已之前美国已发射了射了凤凰号着
18、凰号着陆器降器降落在火星北极落在火星北极进行勘察，如行勘察，如图为凤凰号着凰号着陆器器经过多次多次变轨后登后登陆火星的火星的轨迹迹图，轨道上的道上的P、S、Q三点与火星中心在三点与火星中心在同一直同一直线上，上，P、Q两点分两点分别是是椭圆轨道的道的远火星点和近火星火星点和近火星点，且点，且PQ2QS(已知已知轨道道为圆轨道道)关于着关于着陆器，下列器，下列说法正确的是法正确的是()A在在P点由点由轨道道进入入轨道道需要点火加速需要点火加速B在在轨道道上上S点的速度小于在点的速度小于在轨道道上上Q点的速度点的速度C在在轨道道上上S点与在点与在轨道道上上P点受到的万有引力相同点受到的万有引力相同D在在轨道道上上由由P到到S的的时间是是其其在在轨道道上上由由P到到Q时间的的2倍倍答案：答案：B答案：答案：C
